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30.07.2021

Industrie kann Flexi-Joker in der Energiewende werden

  • Teilhabe des Sektors an den Energiemärkten verspricht Stabilität der Netze und Nutzen für Unternehmen

Damit sich Verbraucher und Industrie möglichst schnell mit immer größeren Anteilen von Wind- und Solarstrom versorgen lassen, muss das deutsche Energiesystem flexibler werden. Das geht nicht ohne die Industrie. Als einer der größten Energiekunden sollte sie künftig mit ihrem Bedarf aber auch mit der Bereitstellung und Speicherung von Energie aktiv und flexibel an den Energiemärkten handeln. Wie das geht und wie sich das lohnen kann, erforscht, erprobt und verwirklicht angewandte Forschung aus der Zuse-Gemeinschaft.
 

  • Teilhabe des Sektors an den Energiemärkten verspricht Stabilität der Netze und Nutzen für Unternehmen

Damit sich Verbraucher und Industrie möglichst schnell mit immer größeren Anteilen von Wind- und Solarstrom versorgen lassen, muss das deutsche Energiesystem flexibler werden. Das geht nicht ohne die Industrie. Als einer der größten Energiekunden sollte sie künftig mit ihrem Bedarf aber auch mit der Bereitstellung und Speicherung von Energie aktiv und flexibel an den Energiemärkten handeln. Wie das geht und wie sich das lohnen kann, erforscht, erprobt und verwirklicht angewandte Forschung aus der Zuse-Gemeinschaft.
 
Rund 28 Prozent des deutschen Endenergieverbrauchs entfallen auf die Industrie. Für die Energiewende nimmt der Sektor auch deshalb eine Schlüsselstellung ein, weil er hohe Bedarfe sowohl an Strom wie auch an Wärme bzw. Kälte hat. Für die künftig erforderliche erhöhte Flexibilität an den Energiemärkten müssen jedoch Wärme- und Strommarkt gemeinsam für höhere Anteile erneuerbarer Energien erschlossen werden. Die Gesellschaft zur Förderung angewandter Informatik (GFaI) aus Berlin entwickelt aktuell mit Partnern im vom Bundeswirtschaftsministerium geförderten Projekt „Flexibilitätswende“ Modelle, um für Industriebetriebe die Eintrittsschwelle zur Teilnahme an den Energiemärkten zu senken. Das geht mit möglichst praxisnahen Software-Prototypen, die aber dennoch auf das jeweilige Unternehmen angepasst werden müssen.

Nicht nur den Strom- und Wärme-, sondern auch den Kältemarkt gilt es künftig für die mit der Energiewende steigenden Anforderungen an die Flexibilisierung von Angebot und Nachfrage zu ertüchtigen, zumal er in Zeiten von Klimaerhitzung und Digitalisierung eine wachsende Bedeutung am Energiemarkt erlangt. Besonders hoch ist der Kältebedarf in vielen Branchen am frühen Nachmittag, wenn auch die Strompreise hoch sind. Sinnvoll sind deshalb Kältespeicher, damit die Unternehmen ihren Strombedarf für Kälteanwendungen größtenteils zu Zeiten niedriger Strompreise, z.B. nachts, decken können. Möglich ist das mit einem  vom Institut für Luft- und Kältetechnik (ILK) perfektionierten Eisspeicher,  der Vakuum-Flüssigeis-Technologie. Sie lässt sich mit dem Knowhow der Forschenden aus Dresden für Verbraucher in Industrie- und Dienstleistungsbranchen skalieren und entsprechend dimensionieren, z.B. für Rechenzentren.

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Zuse-Gemeinschaft

(c) Zuse-Gemeinschaft. Während Deutschlands Forschungsausgaben immer stärker gestiegen sind, liegt der Anteil der Innovationen hervorbringenden Mittelständler auf relativ niedrigem Niveau.
25.06.2021

Zuse-Gemeinschaft: Innovationslage im Mittelstand macht Sorgen

Die verhaltene Innovationstätigkeit im deutschen Mittelstand vor und während der Corona-Krise macht zunehmend Sorge. Laut dem jüngsten von der KfW veröffentlichten Innovationsbericht Mittelstand ist nur rund jeder fünfte deutsche Mittelständler mit Innovationen aktiv.
 

Die verhaltene Innovationstätigkeit im deutschen Mittelstand vor und während der Corona-Krise macht zunehmend Sorge. Laut dem jüngsten von der KfW veröffentlichten Innovationsbericht Mittelstand ist nur rund jeder fünfte deutsche Mittelständler mit Innovationen aktiv.
 
Die Innovatorenquote im Mittelstand als Gradmesser für Neuerungen, die Unternehmen umsetzen, lag laut dem am 24.06.2021 von der KfW veröffentlichten Innovationsbericht Mittelstand für die Jahre 2017/19 bei 22 Prozent und stieg damit gegenüber der Vorjahreserhebung leicht an. Eine Anpassung der Datengrundlage - erstmals wurde aufgrund internationaler methodischer Veränderungen auch nach organisatorischen und Marketing-Innovationen gefragt - hätte einen deutlichen Anstieg der Innovatorenquote erwarten lassen. Nach den nun vorliegenden Ergebnissen war aber weiterhin nur eine relativ schmale Basis an Mittelständlern zu Beginn der Pandemie mit Innovationen aktiv. Danach sorgte die Corona-Krise für zusätzliche Belastungen im Mittelstand, nicht zuletzt auch bei kleineren und mittleren Unternehmen (KMU). Gerade KMU aber können durch Kooperationen mit den gemeinnützigen Einrichtungen der Industrieforschung stark profitieren.

Gemeinnützige Forschung für den Mittelstand bundesweit fördern
Eine Aktivierung kleiner und mittlerer Unternehmen für mehr Innovationen kann nach Auffassung der Zuse-Gemeinschaft daher am besten über zielgenaue Projektförderung gelingen. Viele Maßnahmen wie das transferorientierte Förderprogramm INNO-KOM des Bundeswirtschaftsministeriums, das sich an gemeinnützige Forschungsinstitute richtet, sind bisher allerdings an die Strukturförderung gebunden. „Gemeinnützige Forschung für den Mittelstand braucht bundesweite Förderung unabhängig von Strukturförderung. Denn kreative Ideen entfalten sich in Kooperation von Forschung und Unternehmen über Regionsgrenzen hinweg. Dafür braucht es eine passgenaue Förderung von Innovationen im Mittelstand, bundesweit“, mahnt der Geschäftsführer der Zuse-Gemeinschaft, Dr. Klaus Jansen.

Zu konstatieren sei, dass die starke Steigerung der Forschungsausgaben in Deutschland bisher viel zu wenig im Mittelstand ankomme. „Während staatliche Forschungsausgaben wie zugunsten des „Pakts für Forschung und Innovation“ sowie die Aufwendungen von Großunternehmen für FuE weiter steigen, fehlt es bei der Entwicklung der Innovatorenquote im Mittelstand bislang an Dynamik“, erklärt Jansen. Für ihn ist eine wichtige Lehre aus der Corona-Krise: „Eine weitere Ausweitung staatlicher Forschungsausgaben darf nicht Selbstzweck sein, sondern muss sich klar an Innovationen im Mittelstand sowie am gelingenden Transfer von Forschungsergebnissen in die Wirtschaft ausrichten.“

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Zuse-Gemeinschaft

 Künstliche Intelligenz für Maschinen hilft Mensch und Umwelt (c) SKZ
Vliesstoff-Kompaktanlage (DILO) zur Herstellung von Nadel-Vliesen aus Sonderfasern.
23.06.2021

Künstliche Intelligenz für Maschinen hilft Mensch und Umwelt

Der Maschinenbau ist eine Stärke der deutschen Industrie. In Leitbranchen, deren Produkte in einem globalisierten Umfeld starker Konkurrenz ausgesetzt sind, kann der Einsatz Künstlicher Intelligenz (KI) dazu beitragen, Industriekapazitäten und Knowhow in Deutschland zu halten, im Maschinenbau und nachgelagerten Branchen. Doch erst durch praxisnahe Anwendung in der Industrie kann KI seine Stärken für Unternehmen voll entfalten. Wie das mit dem Beitrag angewandter Forschung geht, zeigen Textilindustrie und -maschinenbau ebenso wie die Kunststoffbranche.

Mit der Corona-Krise sind Vliesstoffe über die Fachwelt hinaus bekannt geworden, denn sie bilden das Ausgangsmaterial für Schutzmasken. Die aufgetretenen Engpässe am Markt 2020 zeigten, wie stark Deutschland hier von Lieferungen aus dem Ausland abhängig ist. Zugleich ist Deutschland in anderen Vliesstoff-Segmenten und bei Maschinen für die Vliesstoffherstellung eine wichtige Größe auf den Weltmärkten. Damit das so bleibt, arbeitet die Branche an Innovationen. Ein zentraler Baustein dafür: Die Nutzung Künstlicher Intelligenz (KI).

Das Auge auf der lernenden Maschine

Der Maschinenbau ist eine Stärke der deutschen Industrie. In Leitbranchen, deren Produkte in einem globalisierten Umfeld starker Konkurrenz ausgesetzt sind, kann der Einsatz Künstlicher Intelligenz (KI) dazu beitragen, Industriekapazitäten und Knowhow in Deutschland zu halten, im Maschinenbau und nachgelagerten Branchen. Doch erst durch praxisnahe Anwendung in der Industrie kann KI seine Stärken für Unternehmen voll entfalten. Wie das mit dem Beitrag angewandter Forschung geht, zeigen Textilindustrie und -maschinenbau ebenso wie die Kunststoffbranche.

Mit der Corona-Krise sind Vliesstoffe über die Fachwelt hinaus bekannt geworden, denn sie bilden das Ausgangsmaterial für Schutzmasken. Die aufgetretenen Engpässe am Markt 2020 zeigten, wie stark Deutschland hier von Lieferungen aus dem Ausland abhängig ist. Zugleich ist Deutschland in anderen Vliesstoff-Segmenten und bei Maschinen für die Vliesstoffherstellung eine wichtige Größe auf den Weltmärkten. Damit das so bleibt, arbeitet die Branche an Innovationen. Ein zentraler Baustein dafür: Die Nutzung Künstlicher Intelligenz (KI).

Das Auge auf der lernenden Maschine

Am ITA Augsburg hat man dafür Grundlagen in einem Projekt gelegt, auf denen sich nun aufbauen lässt. Die Vision: Die Maschine zur Vliesstoffproduktion passt die Parameter entsprechend den Erfordernissen im laufenden Betrieb autonom an. Etwaig auftretende Fehler werden von der Maschine selbstständig diagnostiziert, die Drehzahlen entsprechend angepasst. „Wir haben im Projekt EasyVlies gezeigt, wie sich mit der Nutzung von Algorithmen für die Vliesstoffproduktion Material- und Energiekosten einsparen lassen. Zusammen mit Partnern aus der Industrie haben wir erreicht, dass die Maschine zentrale Parameter wie Drehzahlen und Abstände, von denen eine große Kombinationsmenge für das Erreichen der gewünschten Produktqualität notwendig sind, durch das entwickelte KI-Modell vorhergesagt werden. „Die Abstände der bis zu 40 Arbeitselemente in der Maschine bestimmen dabei in Kombination mit den Drehzahlen der beteiligten Walzen die Öffnung der Faserflocken bis zur Einzelfaser und die Bildung des Vlieses“, erläutert ITA-Augsburg Geschäftsführer Prof. Stefan Schlichter. Die naturwissenschaftlichen Zusammenhänge und Wechselwirkungen zwischen den Drehzahlen und den Qualitätsparametern der Vliesstoffproduktion sind nicht eindeutig bekannt. Gerade deshalb kann KI hier seine Vorteile ausspielen. „Denn Künstliche Intelligenz kann auch diffuse Zusammenhänge modellieren und simulieren“, betont Schlichter. Die Algorithmen dafür hat Maschinenbauingenieur Dr. Frederik Cloppenburg aus dem Aachener ITA-Stammhaus entwickelt, 280 Versuche wurden im Zusammenspiel mit der KI-Entwicklung durchgeführt.

In der unternehmerischen Praxis lernen die Algorithmen nun hinzu. Das zeigt  bei einem Vliesstoffbetrieb der Fahrzeugbranche bereits erste Erfolge in der betrieblichen Praxis. Im nächsten Schritt arbeiten die ITA-Forschenden daran, Messtechnik wie Kamerasysteme und strahlungsbasierte Messsysteme für die Gleichmäßigkeit des Vliesstoffs in die Maschinen zu integrieren. Ziel: Fehler so prognostizieren, dass sie gar nicht erst auftreten. Das Aufkommen an Vliesstoff-Ausschuss soll so um 30 bis 50 Prozent sinken. Angesichts von bislang jährlich allein in Deutschland anfallender Ausschussware im Wert von 150 Mio. Euro, das entspricht 10 Prozent des Branchenumsatzes, ein erheblicher Anreiz. „Die hoch qualifizierten Facharbeiter beaufsichtigen sozusagen die lernende Maschine“, erklärt Schlichter.

Industrie 4.0 wird in der Kunststoffbranche künftig auch benötigt, um das Ziel höherer Recyclingquoten zu erreichen. Denn eine weniger einheitliche Rohstoffbasis macht lernende Maschinen noch wertvoller. Das ist auch Ausgangspunkt des vom Bundesforschungsministerium (BMBF) geförderten Verbundprojekts CYCLOPS des Kunststoff-Zentrums (SKZ) und namhaften Partnern aus Wissenschaft und Wirtschaft. Durch den Einsatz von KI sollen Materialströme automatisiert klassifiziert werden, damit sie sich optimal verwenden lassen. „Die Maschinen sollen künftig eigenständig erkennen, in welche Anwendungen produzierte Materialien eines bestimmten Typs gehen können“ erläutert SKZ-Gruppenleiter Digitalisierung, Christoph Kugler. Ein Faktor: Die Fließfähigkeit des Kunststoffs, seine Viskosität. Je kürzer die Polymerketten des Materials, desto größer, vereinfacht gesagt, ihre Fließfähigkeit. Für diese Fließfähigkeit spielt andererseits auch das Druckniveau in der Maschine eine Rolle. Hier kommt wiederum die KI ins Spiel: „Durch Künstliche Intelligenz können Materialeigenschaften und selbst lernende Maschinensteuerungen sehr gut ineinanderwirken, so unsere Erwartung“, erklärt Kugler. Grundlage für die angewandte Forschung im Projekt CYCLOPS sind sowohl Prozessdaten aus den Maschinen, welche die Materialqualität beschreiben können, als auch Daten entlang des Lebenswegs von Material und Produkt. Im Rahmen des Projektes werden damit die Transparenz und die Informationsdichte erhöht, welche nach wie vor einige der größten Hemmnisse der Kreislaufwirtschaft sind.

Neue Expertisefelder wie Erklärbare KI erschlossen

Das SKZ baut mit dem Projekt auf KI-Expertise auf, die über abgeschlossene und noch laufende Projekte erarbeitet wurde. In der Vergangenheit lag der Schwerpunkt in der Entwicklung sogenannter Softsensoren aus Prozessdaten zur Berechnung komplexer Qualitätskennwerte wie z.B. Viskosität oder Vernetzungsgrad des Kunststoffs. Durch die Weiterentwicklung der Technologie werden neue Expertisefelder erschlossen, so z.B. Optimierung der Prozessmodellierung durch KI, Prognose von Materialverhalten unter Last oder auch erklärbare KI (XAI), sie beschreibt den Weg, auf dem Algorithmen zu ihren Ergebnissen gelangen. In den letzten Jahren wurde ebenfalls der Einsatz von digitalen Technologien und KI im Kontext der Kreislaufwirtschaft am SKZ forciert, so in den noch jeweils bis ins nächste Jahr hinein laufenden Projekten Di-Plast und DiLinK. Während Di-Plast ein EU-Projekt ist, wird DiLink ebenfalls vom BMBF gefördert. Mit dem FIR e.V. ist ein weiteres Institut der Zuse-Gemeinschaft im DiLink-Projektkonsortium vertreten, mit dem Fokus auf dem Thema Geschäftsmodelle. Denn diese verändern sich durch das Vordringen der KI in immer mehr Aspekten des Maschinenbaus.

Zuse-Gemeinschaft: Dezentrale Energiewende mit digitalen Lösungen erleichtern (c) ISFH
09.04.2021

Zuse-Gemeinschaft: Dezentrale Energiewende mit digitalen Lösungen erleichtern

Das Ende der Kernenergie rückt in Deutschland jetzt auch am Strommarkt näher. Mit der Abschaltung der sechs am Netz verbliebenen Meiler bis Ende nächsten Jahres werden Erneuerbare Energien weitere Funktionen im Energiesystem übernehmen, um eine sichere und klimafreundliche Stromversorgung zu gewährleisten. Teil der Lösung: Die innovative Nutzung von Batteriespeichern und das Ineinanderwirken von Strom- und Wärmemarkt, wie sie in der angewandten Forschung erfolgreich getestet wurden.

Das Ende der Kernenergie rückt in Deutschland jetzt auch am Strommarkt näher. Mit der Abschaltung der sechs am Netz verbliebenen Meiler bis Ende nächsten Jahres werden Erneuerbare Energien weitere Funktionen im Energiesystem übernehmen, um eine sichere und klimafreundliche Stromversorgung zu gewährleisten. Teil der Lösung: Die innovative Nutzung von Batteriespeichern und das Ineinanderwirken von Strom- und Wärmemarkt, wie sie in der angewandten Forschung erfolgreich getestet wurden.

Für den Ausgleich schwankender Stromeinspeisung aus fluktuierenden erneuerbaren Energien kommt Speichern große Bedeutung zu. Wie dezentrale Energieanlagen dabei agieren können, hat das IT-Institut OFFIS im kürzlich abgeschlossenen und vom Bundeswirtschaftsministerium geförderten Forschungsprojekt ENERA gezeigt. In einem vom OFFIS koordinierten Teil ging es um die Selbstorganisation von Energiespeichern und deren Stromeinspeisung ins Netz. Von der Bäckerei bis zum Industriebetrieb wurden verschiedene mit Batteriespeichern ausgestattete Unternehmen in einen Feldtest zur Erprobung so genannter Software-Agenten geschickt. „Solche Software-Agenten können eigenständig Entscheidungen treffen und sie lassen sich auch sehr gut steuern“, erklärt Dr. Martin Tröschel, OFFIS-Co-Gruppenleiter für „Distributed Artificial Intelligence“, einem Teilbereich der Künstlichen Intelligenz.

„Es gibt keine zentrale Instanz, die jedem Speicher einen Fahrplan zuweist“
Ausgestattet mit den vom OFFIS-Team in die Software eingezogenen Leitplanken durften die Agenten entscheiden, wann die Batteriespeicher die geladene Energie abgeben. Ein maßgebliches Kriterium war das sogenannte „Peak Shaving“, nämlich das Glätten von Lastspitzen zu Zeiten besonders hoher Stromnachfrage. Zu solchen Zeiten ist das Einspeisen aus dem Speicher wegen der dann sehr hohen Börsenpreise für Elektrizität besonders attraktiv. Der Unterschied gegenüber heute gängigen Systemen, die zentral gesteuert werden und auf Peak Shaving getrimmt sind: „Das System  hat sich im Feldtest erfolgreich vollständig selbst organisiert. Es gibt keine zentrale Instanz, die jedem Speicher einen Fahrplan zuweist, wie das in virtuellen Kraftwerken der Fall ist“, erläutert Tröschel.

Speicher und Wärmepumpen für optimierten Einsatz Erneuerbarer nutzen
Begrenzend auf den Ausbau des Stromnetzes und damit auf Anstiege der Netzentgelte kann eine verstärkte regionale Nutzung von Strom aus erneuerbaren Energien wirken. Zudem dürfte der Stromverbrauch künftig durch den Bedarf von E-Autos, aber auch von Wärmepumpen, die Strom in Heizenergie umwandeln, steigen. Im gerade abgeschlossenen, ebenfalls vom Bundeswirtschaftsministerium geförderten Forschungsprojekt „Wind-Solar-Wärmepumpenquartier“ hat das Institut für Solarenergieforschung Hameln (ISFH) untersucht, wie sich in verschiedenen Szenarien unter Nutzung von thermischen und elektrischen Speichern in Verbindung mit Wärmepumpen der Anteil erneuerbarer Energien in Wohnquartieren erhöhen lässt. Zwei bestehende Wohnquartiere, eines in Niedersachsen, eines in Bayern, wurden dazu komplett in Sachen Strom- und Wärmebedarf und -erzeugung vermessen, ebenso wie die Erträge der Solarstromanlagen in den Siedlungen und die Erträge von Windenergieanlagen aus der Region. „Im Ergebnis zeigte sich, dass man durch eine gut gewählte Betriebsführung einen sehr hohen regionalen Deckungsgrad mit erneuerbaren Energien erreichen kann, der die Marke von 80 Prozent überschreitet“, sagt Dr. Tobias Ohrdes, Leiter der ISFH-Arbeitsgruppe Elektrische Energiesysteme. Mehr als 60 Prozent des Stromes können den Simulationen nach direkt durch Wind- und Photovoltaikstrom gedeckt werden. Durch Batteriespeicher und eine intelligente Steuerung der Wärmepumpen können weitere 20 Prozent des Strombedarfs lokal mit Wind und Sonne gedeckt werden. Wird der Wärmepumpenbetrieb im gesamten Quartier untereinander koordiniert, erhöht sich die erneuerbare Versorgung gegenüber einem unkoordinierten Betrieb um weitere vier Prozentpunkte.

Wärmepumpen-Bedarf stimmt gut mit Windkraft überein
Zu bedenken sind für die Ergebnisse allerdings die Bedingungen bei Windparks, deren Strom je nach Gegebenheiten direkt ins Mittelspannungsnetz eingespeist und damit nicht per se für den regionalen Bedarf genutzt wird.

"Die Kombination aus Feldstudien und Simulationen in den Projekten von OFFIS und ISFH sowie weiteren Projekten zur Energiewende in der Zuse-Gemeinschaft zeigt den Stellenwert digitaler Lösungen für den Strommarkt der Zukunft. Mit zunehmenden Anteilen grünen Stroms in den Netzen gewinnen solche Lösungen weiter an Bedeutung“, erklärt Dr. Klaus Jansen, Geschäftsführer der Zuse-Gemeinschaft. „Die erfolgreichen Verbundprojekte zeigen zudem den Stellenwert effizienter Förderung und Kooperation zwischen Unternehmen und gemeinnütziger Industrieforschung“, betont Jansen.

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Zuse-Gemeinschaft

ITA Augsburg in die Zuse-Gemeinschaft aufgenommen (c) ITA Augsburg
Der Geschäftsführer des ITA Augsburg, Prof. Dr. Stefan Schlichter (li), bei der Übergabe der Mitgliedsurkunde durch Präsidiumsmitglied Dr. Bayram Aslan am 18. März in Augsburg
19.03.2021

ITA Augsburg in die Zuse-Gemeinschaft aufgenommen

Die Zuse-Gemeinschaft ist weiter auf Wachstumskurs. Mit der Aufnahme des Instituts für Textiltechnik Augsburg gGmbH (ITA Augsburg) vereint der bundesweit tätige Verbund gemeinnütziger Forschungs­institute jetzt 77 Mitglieder, davon fünf in Bayern. Der Geschäftsführer des ITA Augsburg, Prof. Dr. Stefan Schlichter, nahm gestern bei einer Feierstunde am Institut offiziell die Mitgliedsurkunde von Dr. Bayram Aslan aus dem Präsidium der Zuse-Gemeinschaft entgegen.

Das ITA Augsburg forscht in Kooperation mit Partnern aus Industrie und Wissenschaft an Innovationen auf Zukunftsfeldern der deutschen Wirtschaft. Im Bereich Künstliche Intelligenz (KI) arbeitet das Forschungsinstitut daran, KI im Kontext der Textilwirtschaft in maschinellen Umgebungen umzusetzen. Ein weiteres Forschungsfeld: Leichtbaulösungen mit Verbundwerkstoffen, wie sie u.a. Wind- und Fahrzeugindustrie benötigen. Expertise bieten die ITA-Forscher zudem zum nachhaltigen Recycling.

Die Zuse-Gemeinschaft ist weiter auf Wachstumskurs. Mit der Aufnahme des Instituts für Textiltechnik Augsburg gGmbH (ITA Augsburg) vereint der bundesweit tätige Verbund gemeinnütziger Forschungs­institute jetzt 77 Mitglieder, davon fünf in Bayern. Der Geschäftsführer des ITA Augsburg, Prof. Dr. Stefan Schlichter, nahm gestern bei einer Feierstunde am Institut offiziell die Mitgliedsurkunde von Dr. Bayram Aslan aus dem Präsidium der Zuse-Gemeinschaft entgegen.

Das ITA Augsburg forscht in Kooperation mit Partnern aus Industrie und Wissenschaft an Innovationen auf Zukunftsfeldern der deutschen Wirtschaft. Im Bereich Künstliche Intelligenz (KI) arbeitet das Forschungsinstitut daran, KI im Kontext der Textilwirtschaft in maschinellen Umgebungen umzusetzen. Ein weiteres Forschungsfeld: Leichtbaulösungen mit Verbundwerkstoffen, wie sie u.a. Wind- und Fahrzeugindustrie benötigen. Expertise bieten die ITA-Forscher zudem zum nachhaltigen Recycling.

„Wir haben uns Mega-Themen für eine nachhaltiger zu gestaltende Zukunft wie Kreislaufwirtschaft, Digitalisierung und die effizientere Nutzung von Rohstoffen verschrieben. Diese Schwerpunkte wollen wir künftig im starken Verbund der Zuse-Gemeinschaft weiter verfolgen. Damit verbinden wir auch die Hoffnung auf mehr Fairness in der Forschungsförderung, für die die Zuse-Gemeinschaft eintritt“, betont Prof. Schlichter.

Dr. Aslan, Geschäftsführer des TFI Aachen, begrüßte in seiner Funktion als Mitglied des Präsidiums der Zuse-Gemeinschaft das neue Mitglied. „Mit dem ITA Augsburg erhält das große Textil-Knowhow in unserem Verbund weiteren Zuwachs. Wir freuen uns auf die Zusammenarbeit in unseren Gremien, um gemeinsam daran zu arbeiten, der anwendungsnahen, gemeinnützigen Industrieforschung noch mehr Geltung zu verschaffen.“

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Zuse-Gemeinschaft

Zuse-Gemeinschaft: Mit gutem Auge für gefährliche Teilchen (c) Gerhardt/GNF
Mikroplastik an einem Filterkorn aus porösem Keramikmaterial (angeschliffen), sichtbar gemacht durch Farbstoff und UV-Anregung im Fluoreszenzmikroskop.
10.02.2021

Zuse-Gemeinschaft: Mit gutem Auge für gefährliche Teilchen

  •  Wie Berliner Forscher mit digitaler Technik Mikroplastik aufspüren und analysieren

Beim Kampf gegen Mikroplastik in der Umwelt drängt die Zeit. Forschende aus der Zuse-Gemeinschaft beschreiten mit innovativen Monitoring- und Analysetools neue Wege bei der Erfassung und Bestimmung von Kunststoffabfällen. „Mikroplastik finden und vermeiden“ fokussiert auf den Nachweis von Mikroplastik in Gewässern.

Jahr für Jahr gelangen laut einer Schätzung des Weltwirtschaftsforums (WEF) mindestens acht Millionen Tonnen Kunststoffabfälle in die Weltmeere. Einmal dort angelangt, zersetzen sich diese, sofern Gegenmaßnahmen fehlen, schrittweise zu gefährlichem Mikroplastikpartikeln (MPP). Während die Verschmutzung rapide wächst, ist der MPP-Nachweis verhältnismäßig zeitaufwändig. So muss für die heutigen Analysemethoden wie spezielle Infrarot-Spektrometer das Mikroplastik in mehreren Schritten aus der Probe isoliert werden.

Zu einer deutlichen Verkürzung der Analysezeit für Mikroplastik will Tobias Gerhardt, Chemiker an der Berliner Gesellschaft zur Förderung der naturwissenschaftlich-technischen Forschung (GNF) kommen.

  •  Wie Berliner Forscher mit digitaler Technik Mikroplastik aufspüren und analysieren

Beim Kampf gegen Mikroplastik in der Umwelt drängt die Zeit. Forschende aus der Zuse-Gemeinschaft beschreiten mit innovativen Monitoring- und Analysetools neue Wege bei der Erfassung und Bestimmung von Kunststoffabfällen. „Mikroplastik finden und vermeiden“ fokussiert auf den Nachweis von Mikroplastik in Gewässern.

Jahr für Jahr gelangen laut einer Schätzung des Weltwirtschaftsforums (WEF) mindestens acht Millionen Tonnen Kunststoffabfälle in die Weltmeere. Einmal dort angelangt, zersetzen sich diese, sofern Gegenmaßnahmen fehlen, schrittweise zu gefährlichem Mikroplastikpartikeln (MPP). Während die Verschmutzung rapide wächst, ist der MPP-Nachweis verhältnismäßig zeitaufwändig. So muss für die heutigen Analysemethoden wie spezielle Infrarot-Spektrometer das Mikroplastik in mehreren Schritten aus der Probe isoliert werden.

Zu einer deutlichen Verkürzung der Analysezeit für Mikroplastik will Tobias Gerhardt, Chemiker an der Berliner Gesellschaft zur Förderung der naturwissenschaftlich-technischen Forschung (GNF) kommen.

In einem seit Anfang 2020 laufenden, vom Bundeswirtschaftsministerium geförderten Verbundprojekt zur Entwicklung von Mikroemulsionen für die Analytik von MPP und Biofilmen arbeitet sein Team zusammen mit der Universität Bayreuth, der Firma mibic und anderen Partnern daran, durch den gezielten Einsatz von Farbstoffen die Analyse von Mikroplastik zu verbessern und zu beschleunigen. „Durch die Auswahl spezieller Farbstoffe ist es möglich, in der Analyse bestimmte Kunststoffklassen wie z.B. Nylon, PET oder Polypropylen (PP) nur anhand der Fluoreszenzfarbe zu unterscheiden, wodurch wir die Analysezeiten massiv verkürzen können“, sagt Gerhardt. Die Forschenden wollen die Analysezeiten von mehreren Wochen auf einen bis wenige Tage reduzieren. Sichtbar werden die Mikroplastikteilchen dann mit ultraviolettem Licht unter dem Fluoreszenz-Mikroskop.

Farbstoffe für Mikroemulsionen
Eine Herausforderung für die Forschenden: Die Mikroplastikteilchen in der Analyse mit den Farbstoffen optisch von ihrer organischen Umgebung zu trennen. Denn an den Kunststoffpartikeln bilden sich in Gewässern schnell Biofilme und generell enthalten Umweltproben häufig viel organisches Material. Um die notwendige optische Trennung zu erreichen, nutzt Gerhardt in den wässrigen Lösungen, die er untersucht, die Eigenschaften von besonderen Mizellsystemen, und zwar von sogenannten Mikroemulsionen. Das sind dreidimensionale, zusammengelagerte Aggregate aus Tensidmolekülen, in die er Farbstoffe einbringt. Die Mizellen dienen als Transportmittel, um den Farbstoff direkt zum Plastik zu transportieren und dieses dann einzufärben.

„Mit den Mikroemulsionen die wir entwickelt haben, können wir Mikroplastik mit hoher Selektivität einfärben“, erläutert der GNF-Experte. Ein häufiges Problem beim Einfärben von Mikroplastik mit anderen Methoden ist, dass häufig auch biologische Bestandteile der Probe wie Holz und andere Pflanzenreste eingefärbt werden. „Da wir das Mikroplastik nicht nur oberflächlich anfärben, können alle störenden Anfärbungen von biologischem Material wieder abgewaschen werden und nur das Mikroplastik fluoresziert im UV-Licht“, so Gerhardt. Auf diese Weise will das GNF-Team innerhalb kurzer Zeit die Belastung an Mikroplastikpartikeln in einer Probe bestimmen. Die Kunststoffreste, denen die GNF-Wissenschaftler auf der Spur sind, reichen vom Millimeter großen Partikel bis in den Mikrometer-Bereich, der winzigste Teilchen von wenigen Tausendstel Millimeter Größe erfasst.

„Flocki“ für die Wasserwirtschaft
Im optimalen Fall wird Kunststoff in Gewässern gar nicht erst so klein oder aber im Klärwerk erfasst. Um im Klärwerk kleinste Schmutzpartikel im Mikrometerbereich filtern zu können, setzt die Wasserwirtschaft so genannte Flockungsmittel ein, welche die Partikel binden, damit diese zunächst Mikro- und dann Makropartikel bilden. Für deren Dosierung gibt es noch kein industriell etabliertes Verfahren und bekanntlich hilft viel nicht immer viel. Die Gesellschaft zur Förderung angewandter Informatik (GFaI e.V.), wie die GNF in Berlin-Adlershof ansässig, hat deshalb im vom Bundeswirtschaftsministerium geförderten Projekt „Flocki“ zusammen mit einem Industriepartner ein bildbasiertes Messsystem zur optimalen Dosierung für den Einsatz von Flockungsmitteln entwickelt. Es lässt sich auch für Mikroplastik einsetzen. Aus dem Projekt ist ein Aufnahmesystem hervorgegangen, an dem das Schmutzwasser direkt vorbei transportiert und im Anschluss die Aufnahmen analysiert und die Partikel vermessen werden. „Von den aufgezeichneten Bildern mit den sichtbar gemachten Partikeln und Flocken können wir Rückschlüsse auf die nötige Dosierung ableiten“, erklärt GFaI-Experte Martin Pfaff. Neben dem Aufnahmesystem zur Erfassung des Schmutzwassers, spielt der Schwellwertalgorithmus zur Erkennung der Partikel eine zentrale Rolle bei der Auswertung.

Eigene Berechnungen für kleine Bildbereiche
Anders als in der klassischen Digitalfotografie greift der Algorithmus im Projekt „Flocki“ nicht für das ganze Bild, sondern bezieht sich auf viele kleine Bildbereiche, für die jeweils eigene Berechnungen stattfinden. „So lassen sich im Klärwerk unabhängig vom Verschmutzungs- und Flockungsgrad die Agglomerate im Mikrometerbereich zuverlässig aufspüren und gleichzeitig die Dosierung der Flockungsmittel optimieren“, erklärt Pfaff. Dreh- und Angelpunkt des Systems ist jedoch neben dem Aufnahmesystem die Verwendung geeigneter Messparameter, die sich im Forschungsprojekt als aussagekräftig herauskristallisiert haben. Sie beschreiben die Formveränderungen der Partikel über die gesamte Messung und lassen Rückschlüsse über den jeweils aktuellen Dosiergrad zu. Mit ihrer Hilfe kann somit die Beigabe des Flockungsmittels automatisiert werden.

Seitens der GFaI ist man bereit für eine Kommerzialisierung der Technik. „Angesichts der nötigen und voranschreitenden Digitalisierung in der Wasserwirtschaft versprechen wir uns viel von der Technik. Sie kann zu verbesserter Rohstoffeffizienz und zu einem hohen Umweltschutzniveau beim Vermeiden auch des Eintrags von Mikroplastik in Gewässer beitragen“, erklärt GFaI-Abteilungsleiter Frank Püschel.

„Forschende aus Instituten der Zuse-Gemeinschaft nutzen interdisziplinär ihre Expertise aus Chemie, Informatik und Umweltwissenschaften, um die von Mikroplastik ausgehenden Gefahren für die Umwelt einzudämmen“, erklärt der Geschäftsführer der Zuse-Gemeinschaft, Dr. Klaus Jansen.

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Zuse-Gemeinschaft

Zuse-Gemeinschaft: Plastik in der Umwelt vermeiden (c) FiW
28.01.2021

Zuse-Gemeinschaft: Plastik in der Umwelt vermeiden

In der Corona-Krise zeigen Kunststoffe ihren Mehrwert und zugleich auf den Handlungsbedarf beim Kampf gegen Umweltverschmutzung. Denn während Kunststoffe z.B. in Medizinprodukten oder Lebensmittelverpackungen der Gesundheit dienen, werden sie falsch entsorgt als Makro- und Mikroplastik zur Gefahr. Forschende aus der Zuse-Gemeinschaft beschreiten mit innovativen Monitoring- und Analysetools neue Wege bei der Erfassung und Bestimmung solcher Stoffe. Teil 1 unserer Serie zur Vermeidung von Plastik in der Umwelt fokussiert auf großes Mikro- und auf Makroplastik.

In der Corona-Krise zeigen Kunststoffe ihren Mehrwert und zugleich auf den Handlungsbedarf beim Kampf gegen Umweltverschmutzung. Denn während Kunststoffe z.B. in Medizinprodukten oder Lebensmittelverpackungen der Gesundheit dienen, werden sie falsch entsorgt als Makro- und Mikroplastik zur Gefahr. Forschende aus der Zuse-Gemeinschaft beschreiten mit innovativen Monitoring- und Analysetools neue Wege bei der Erfassung und Bestimmung solcher Stoffe. Teil 1 unserer Serie zur Vermeidung von Plastik in der Umwelt fokussiert auf großes Mikro- und auf Makroplastik.

Welch große Verantwortung sowohl Verbraucher als auch Handel und Industrie tragen, damit weniger Kunststoff in die Umwelt gelangt, zeigt das aktuelle, vom Bundesforschungsministerium geförderte Projekt InRePlast. In dem Verbundprojekt hat das Forschungsinstitut für Wasser- und Abfallwirtschaft (FiW) in vier Gemeinden im Raum Aachen, vom Dorf bis zur Großstadt, Plastikreste systematisch gesammelt, katalogisiert und klassifiziert. Die Forschenden erfassten Partikel aus großem Mikroplastik (1-5 mm) ebenso wie Makroplastik mit noch sichtbarem ebenso wie mit nicht mehr erkennbarem Produktursprung. „Nach einjähriger Arbeit mit einem Stab von acht Forschenden haben wir rund 165 verschiedene Produkte und Vor-Produkte aus Makro- und großem Mikroplastik im Abwasser identifiziert“, erklärt FiW-Projektleiter Dr. Marco Breitbarth. Untersuchungsorte waren die Kläranlagen der Gemeinden, aber auch Niederschlagsabläufe auf Verkehrswegen.

In den Kläranlagen überall unter den „Top5“ bei den Kunststoffprodukten zu finden: Zigarettenfilter. Eine weitere Problemkategorie sind Bestandteile von Hygieneartikeln. Bei den Verbundmaterialien wie auch insgesamt nahm die Kategorie Feucht-/Desinfektionstücher/Küchenpapier die Spitzenposition ein.

Verhaltensänderung nicht nur bei Verbrauchern notwendig
Nicht nur die Verbraucher müssen ihr Verhalten ändern, wie die Zwischenergebnisse des bis Ende 2021 zusammen mit Verbundpartnern laufenden Projekts deutlich machen. So waren Kügelchen aus der Kunststoffindustrie, so genannte Pellets, an drei der vier Klärwerks-Standorte des Projekts unter den „Top 10“ der vom FiW gefundenen Produkte. Auch an Straßenrändern fanden die Forschenden laut Breitbarth immer wieder Kunststoff-Pellets, die genaue Auswertung steht noch bevor. „Zwar hat die Kunststoffindustrie immer wieder Info-Kampagnen zur Vermeidung von Produktausträgen aufgelegt, doch müssen die Gefahren offenbar noch deutlicher gemacht werden. Angesichts von rund 3.000 klassischen Kunststoffverarbeitern in Deutschland und vielen weiteren Unternehmen, die Kunststoffe nutzen, ist das eine zentrale Aufgabe“, betont der Forscher des FiW, einem Mitglied der Zuse-Gemeinschaft. Eine weitere wichtige Zielbranche zur Vermeidung von Kunststoffeinträgen in die Umwelt ist für ihn die Baubranche, die u.a. beim Umgang mit Dämmmaterialien an Häusern besonders umsichtig sein muss, so bei der Verwendung von Styropor. Bei InRePlast geht es nach der Umwelt-Analyse nun im letzten Projektabschnitt an die Formulierung von Handlungsempfehlungen, u.a. für Kommunen.

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Zuse-Gemeinschaft

Dr. Klaus Jansen übernimmt die Geschäftsführung der Zuse-Gemeinschaft (c) Privat
Portrait Dr. Klaus Jansen
28.12.2020

Dr. Klaus Jansen übernimmt die Geschäftsführung der Zuse-Gemeinschaft

Berlin - Am 1. Januar 2021 übernimmt Dr. Klaus Jansen die Geschäftsführung der Zuse-Gemeinschaft. Er folgt auf Dr. Annette Treffkorn, die seit Gründung des Verbundes von nunmehr 76 Forschungsinstituten im Jahr 2015 die Geschäftsstelle leitete und in den Ruhestand geht.

Dr. Jansen (52) kommt vom industriellen Fachverband TUDALIT zur Zuse-Gemeinschaft. Zuvor war er Leiter Forschungspolitik bei der AiF Projekt GmbH sowie langjähriger Geschäftsführer des Forschungskuratoriums Textil, dem zentralen Forschungsnetzwerk für die Textil- und Bekleidungsindustrie. Der promovierte Chemiker und Technische Betriebswirt begann seine Karriere bei einem Konsumgüterhersteller in Düsseldorf. Danach wechselte Klaus Jansen als Entwicklungsleiter in ein mittelständisches Textilunternehmen.

Berlin - Am 1. Januar 2021 übernimmt Dr. Klaus Jansen die Geschäftsführung der Zuse-Gemeinschaft. Er folgt auf Dr. Annette Treffkorn, die seit Gründung des Verbundes von nunmehr 76 Forschungsinstituten im Jahr 2015 die Geschäftsstelle leitete und in den Ruhestand geht.

Dr. Jansen (52) kommt vom industriellen Fachverband TUDALIT zur Zuse-Gemeinschaft. Zuvor war er Leiter Forschungspolitik bei der AiF Projekt GmbH sowie langjähriger Geschäftsführer des Forschungskuratoriums Textil, dem zentralen Forschungsnetzwerk für die Textil- und Bekleidungsindustrie. Der promovierte Chemiker und Technische Betriebswirt begann seine Karriere bei einem Konsumgüterhersteller in Düsseldorf. Danach wechselte Klaus Jansen als Entwicklungsleiter in ein mittelständisches Textilunternehmen.

„Wir sind froh, mit Klaus Jansen für unseren branchen- und technologieoffenen Verbund einen erfahrenen Netzwerker mit starkem fachlichen Hintergrund gewonnen zu haben, der unsere Anliegen gegenüber Politik und Stakeholdern überzeugend vertreten kann“, erklärt der Präsident der Zuse-Gemeinschaft, Prof. Martin Bastian, anlässlich des bevorstehenden Übergangs. Er dankte Dr. Treffkorn für ihre engagierte und außerordentlich erfolgreiche Tätigkeit bei der Interessenvertretung eines jungen Forschungsverbundes gegenüber Parlament und Ministerien.

„Ich freue mich auf die neuen Herausforderungen  an der Schnittstelle von Forschungs- und Wirtschaftspolitik“, sagte Dr. Jansen anlässlich seiner Bestellung zum Geschäftsführer. „Corona zeigt uns die Bedeutung eines erfolgreichen Forschungstransfers für Wirtschaft und Gesellschaft auf. Nur mit Innovationen aus der Wissenschaft, die in der Industrie ankommen, können die Unter-nehmen ihre Zukunfts- und Wettbewerbsfähigkeit erhalten und stärken“, so Jansen. Wie bisher Dr. Treffkorn, so ist Dr. Jansen ab 1. Januar in Personalunion auch Geschäftsführer des Verbandes Innovativer Unternehmen (VIU).

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Zuse-Gemeinschaft

(c) Zuse-Gemeinschaft
10.12.2020

Zuse-Gemeinschaft noch stärker machen

  • Industrieforschungsverbund weiter gewachsen
  • Appell an die Politik
  • Im Präsidium der Zuse-Gemeinschaft zwei neue Gesichter

„Wir wachsen weiter und stellen uns den Herausforderungen in Forschung, Industrie und Politik mit neuem Elan.“ Das hat der Präsident der Zuse-Gemeinschaft, Prof. Martin Bastian, bei der Mitgliederversammlung des Verbundes am 9. Dezember 2020 in Berlin erklärt, die als Hybrid-Format bei der Gesellschaft zur Förderung angewandter Informatik (GFaI) stattfand. Es war die erste virtuelle Mitgliederversammlung des jungen Verbundes seit seiner Gründung im Jahr 2015.

  • Industrieforschungsverbund weiter gewachsen
  • Appell an die Politik
  • Im Präsidium der Zuse-Gemeinschaft zwei neue Gesichter

„Wir wachsen weiter und stellen uns den Herausforderungen in Forschung, Industrie und Politik mit neuem Elan.“ Das hat der Präsident der Zuse-Gemeinschaft, Prof. Martin Bastian, bei der Mitgliederversammlung des Verbundes am 9. Dezember 2020 in Berlin erklärt, die als Hybrid-Format bei der Gesellschaft zur Förderung angewandter Informatik (GFaI) stattfand. Es war die erste virtuelle Mitgliederversammlung des jungen Verbundes seit seiner Gründung im Jahr 2015.

Auch inhaltlich beschäftigte die Pandemie die Mitglieder. Mit einer Aufstockung für die Industrieforschung im Etat des Bundeswirtschaftsministeriums wurden im Bundeshaushalt 2020 zusätzliche Mittel bereitgestellt, welche die Parlamentarier vor allem für die gemeinnützige, privatwirtschaftlich organisierte Industrieforschung vorsahen. „Auch die im Haushalt für das kommende Jahr dafür vorgesehenen Mittel werden dringend benötigt“, betonte Bastian in seiner Video-Ansprache. Der Präsident der Zuse-Gemeinschaft weiter: „Der Einsatz für die Hilfen im Zuge des Corona-Konjunkturpakets hat für uns verstärkt und z.T. schmerzhaft deutlich gemacht: Wir benötigen einen eigenen Haushaltstitel für die gemeinnützige Industrieforschung, damit staatliche Förderung des Bundes für Innovationen zielgenau die anwendungsnahe Forschung erreicht.“ Hier gebe es für die Zuse-Gemeinschaft noch viel zu tun. Bastian will die Belange der Zuse-Gemeinschaft daher künftig noch stärker wahrgenommen wissen. „Mit ihren inhaltlichen und thematischen Schwerpunkten sind unsere Mitglieder für künftige Aufgaben in Forschung und Industrie hervorragend aufgestellt, um gemeinsam mit Partnern markttaugliche, nachhaltige Neuerungen hervorzubringen. Sie verdienen Unterstützung“, unterstrich Bastian.

Die Zuse-Gemeinschaft als Verbund von aktuell 76 Industrieforschungseinrichtungen ist 2020 weiter gewachsen und hat sich mit dem Transfer von Technologie und Wissen in die Wirtschaft einen Namen gemacht. Erfolgreicher Forschungstransfer zeigt sich an Instituten der Zuse-Gemeinschaft auch in zahlreichen Ausgründungen. Eine solche Ausgründung hat dazu geführt, dass Gründungspräsident Dr. Ralf-Uwe Bauer sich voll auf dieses Unternehmen, die Smart Advanced Systems GmbH, konzentriert und daher aus dem Präsidium der Zuse-Gemeinschaft ausgeschieden ist. Ebenfalls nicht mehr dem Präsidium gehört Dr. Friedrich-Wilhelm Bolle an. Er ist als geschäftsführender Gesellschafter zur 1979 gegründeten GFI Umwelt Gesellschaft für Infrastruktur und Umwelt mbH in Bonn gewechselt.

Die Mitgliederversammlung wählte Dr. Bayram Aslan* und Prof. Dr. Jens Schrader* neu ins Präsidium. Sie komplettieren das im Oktober 2019 für einen Vierjahreszeitraum neu gewählte Präsidium mit seinen insgesamt sieben Mitgliedern.

 

*Weitere Informationen finden Sie im Anhang.

12.11.2020

WISO: 5G für die vernetzte Industrie

  • WISO-Publikation der Friedrich-Ebert-Stiftung zeigt Chancen und Potenziale

Berlin - Die nächste Generation der drahtlosen Konnektivität, 5G, entwickelt sich in der Industrie zu einem allgegenwärtigen Thema. Gleichzeitig gilt es für einen Erfolg der Technologie noch einige Aufgaben zu lösen. Das wird in dem Papier „5G für die vernetzte Industrie“ der Friedrich-Ebert-Stiftung in der Reihe „WISO Direkt“ deutlich, das maßgeblich am FIR an der RWTH Aachen entstand, einem Mitgliedsinstitut der Zuse-Gemeinschaft.

  • WISO-Publikation der Friedrich-Ebert-Stiftung zeigt Chancen und Potenziale

Berlin - Die nächste Generation der drahtlosen Konnektivität, 5G, entwickelt sich in der Industrie zu einem allgegenwärtigen Thema. Gleichzeitig gilt es für einen Erfolg der Technologie noch einige Aufgaben zu lösen. Das wird in dem Papier „5G für die vernetzte Industrie“ der Friedrich-Ebert-Stiftung in der Reihe „WISO Direkt“ deutlich, das maßgeblich am FIR an der RWTH Aachen entstand, einem Mitgliedsinstitut der Zuse-Gemeinschaft.

Die neue FES-Publikation rückt 5G aus der Perspektive der angewandten Forschung in den aktuellen gesellschaftlichen und wirtschaftlichen Kontext und zeigt industrielle Anwendungsfälle von 5G auf. Chancen von 5G für fahrerlose Transportsysteme (FTS) in der Intralogistik werden ebenso vorgestellt wie vorausschauende Wartung, die sogenannte „Predictive Maintenance“ und Möglichkeiten zur Nutzung von Augmented Reality, einer Technologie, welche die Sicht des Nutzers auf die reale Welt mit computergenerierten Bildern anreichert. „5G kann den Übergang zu Industrie 4.0 vereinfachen und intensivieren, doch ist die Übernahme der Technologie in Unternehmen kein Selbstläufer. Denn noch ist der Markt relativ intransparent. Anwender wissen häufig noch nicht, wofür sie 5G einsetzen können und welche Kosten mit den Netzen verbunden sind“, erklärt Lead-Autor Vasco Seelmann, Gruppenleiter am FIR.

Einen eigenen Weg geht Deutschland mit dem Vorhalten von 5G-Frequenzen für die Industrie, was sogenannte Campus-Netze ermöglicht. Unternehmen und andere Organisationen können so unabhängig von einem Mobilfunkan-bieter auf ihrem Gelände ein eigenes Netz betreiben. Allerdings stellt die Nutzung der neuen Technologie gerade Mittelständler vor erhebliche Hürden. „Gemeinnützige, angewandte Forschung aus der Zuse-Gemeinschaft unter-stützt Unternehmen darin auszutesten, ob 5G für sie eine sinnvolle Option ist. Im internationalen Rahmen kann die praxisorientierte Forschung bei der Gestaltung von Standards als Scharnier zwischen Großunternehmen und Mittelstand wirken“, erklärt die Geschäftsführerin der Zuse-Gemeinschaft, Dr. Annette Treffkorn.

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Zuse-Gemeinschaft

Anlagentechnik zum Carbonfaser-Recycling im Zentrum für Textilen Leichtbau am STFI, Foto: Dirk Hanus.
28.10.2020

Innovationen beim Recycling von Carbonfasern

  • Kohlenstoff mit mehreren Leben

Geht es um die Zukunft der motorisierten Mobilität, reden alle vom Antrieb: Wie viel E-Auto, wie viel Verbrenner verträgt die Umwelt und braucht der Mensch? Zugleich stellen neue Antriebe erhöhte Anforderungen nicht nur an den Motor, sondern auch an dessen Gehäuse und die Karosse: Für solch anspruchsvolle Anwendungen kommen häufig Carbonfasern zum Einsatz. Wie der Antrieb der Zukunft, sollten auch die Werkstoffe am Fahrzeug umweltfreundlich sein. Deshalb ist Recycling von Carbonfasern gefragt. Lösungen dafür haben Institute der Zuse-Gemeinschaft entwickelt.

  • Kohlenstoff mit mehreren Leben

Geht es um die Zukunft der motorisierten Mobilität, reden alle vom Antrieb: Wie viel E-Auto, wie viel Verbrenner verträgt die Umwelt und braucht der Mensch? Zugleich stellen neue Antriebe erhöhte Anforderungen nicht nur an den Motor, sondern auch an dessen Gehäuse und die Karosse: Für solch anspruchsvolle Anwendungen kommen häufig Carbonfasern zum Einsatz. Wie der Antrieb der Zukunft, sollten auch die Werkstoffe am Fahrzeug umweltfreundlich sein. Deshalb ist Recycling von Carbonfasern gefragt. Lösungen dafür haben Institute der Zuse-Gemeinschaft entwickelt.

Carbonfasern, auch als Kohlenstofffasern oder verkürzt als Kohlefasern bekannt, bestehen fast vollständig aus reinem Kohlenstoff. Sehr energieaufwändig wird er bei 1.300 Grad Celsius aus dem Kunststoff Polyacrylnitril gewonnen. Die Vorteile der Carbonfasern: Sie haben kaum Eigengewicht, sind enorm bruchfest und stabil. Solche Eigenschaften benötigt man z.B. am Batteriekasten von E-Mobilen oder in Strukturbauteilen der Karosserie. So arbeitet das Sächsische Textilforschungsinstitut e.V. (STFI) aktuell gemeinsam mit Industriepartnern daran, statisch-mechanische Stärken der Carbonfasern mit Eigenschaften zur Schwingungsdämpfung zu verknüpfen, um die Gehäuse von E-Motoren im Auto zu verbessern. Angedacht ist in dem vom Bundeswirtschaftsministerium geförderten Projekt die Entwicklung sogenannter Hybridvliesstoffe, die neben der Carbonfaser als Verstärkung weitere Faserstoffe enthalten. „Wir wollen, die Vorteile unterschiedlicher Faserstoffe verbinden und so ein optimal auf die Anforderungen abgestimmtes Produkt entwickeln“, erläutert Marcel Hofmann, STFI-Abteilungsleiter Textiler Leichtbau.

Damit würden die Chemnitzer Forschenden bisherige Vliesstoff-Lösungen ergänzen. Sie blicken auf eine 15-jährige Geschichte in der Arbeit mit recycelten Carbonfasern zurück. Der globale Jahresbedarf der hochwertigen Fasern hat sich im vergangenen Jahrzehnt fast vervierfacht, laut Angaben der Industrievereinigung AVK auf zuletzt rd. 142.000 t. „Die steigende Nachfrage hat das Recycling immer stärker in den Fokus gerückt“, betont Hofmann. Carbonfaserabfälle sind ihm zufolge für etwa ein Zehntel bis ein Fünftel des Preises von Primärfasern erhältlich, müssen aber noch aufbereitet werden. Dreh- und Angelpunkt für den Forschungserfolg der recycelten Fasern sind konkurrenzfähige Anwendungen. Die hat das STFI nicht nur am Auto, sondern auch im Sport-Freizeitsektor sowie in der Medizintechnik gefunden, so in Komponenten für Computertomographen. "Während Metalle oder Glasfasern als potenzielle Konkurrenzprodukte Schatten werfen, stört Carbon die Bilddarstellung nicht und kann seine Vorteile voll ausspielen“, erläutert Hofmann.

Papier-Knowhow nutzen
Können recycelte Carbonfasern nochmals den Produktkreislauf durchlaufen, verbessert das ihre CO2-Bilanz deutlich. Zugleich gilt: Je kürzer die Carbonfasern, desto unattraktiver sind sie für die weitere Verwertung. Vor diesem Hintergrund entwickelten das Forschungsinstitut Cetex und die Papiertechnische Stiftung (PTS), beide Mitglieder der Zuse-Gemeinschaft, im Rahmen eines Forschungsvorhabens ein neues Verfahren, das bislang wenig geeignet erscheinende Recycling-Carbonfasern ein zweites Produktleben gibt. „Während klassische Textilverfahren die ohnehin sehr spröden Recycling-Carbonfasern in Faserlängen von mind. 80 mm trocken verarbeiten, beschäftigten wir uns mit einem Verfahren aus der Papierindustrie, welches die Materialien nass verarbeitet. Am Ende des Prozesses erhielten wir, stark vereinfacht gesprochen, eine flächige Matte aus recycelten Carbonfasern und Kunststofffasern“, erläutert Cetex-Projektingenieur Johannes Tietze das Verfahren, mit dem auch 40 mm kurze Carbonfasern zu attraktiven Zwischenprodukten recycelt werden können. Das danach in einem Heißpressprozess entstandene Erzeugnis dient als Grundmaterial für hochbelastbare Strukturbauteile. Zusätzlich wurden die mechanischen Eigenschaften der Halbzeuge durch die Kombination mit endlosfaserverstärkten Tapes verbessert. Das Recyclingprodukt soll, so die Erwartung der Forschenden, glasfaserverstärkten Kunststoffen, Konkurrenz machen, z.B. bei Anwendungen im Schienen- und Fahrzeugbau. Die Ergebnisse fließen nun in weiterführende Forschung und Entwicklung im Kooperationsnetzwerk Ressourcetex ein, einem geförderten Verbund von 18 Partnern aus Industrie und Wissenschaft.

Erfolgreiche Umsetzung in der Autoindustrie
Industriereife Lösungen für die Verwertung von Carbonfaser-Produktionsabfällen werden im Thüringischen Institut für Textil- und Kunststoff-Forschung Rudolstadt (TITK) entwickelt. Mehrere dieser Entwicklungen wurden mit Partnern beim Unternehmen SGL Composites in Wackersdorf industriell umgesetzt. Die Aufbereitung der so genannten trockenen Abfälle, hauptsächlich aus Verschnittresten, erfolgt nach einem eigenen Verfahren. „Dabei führen wir die geöffneten Fasern verschiedenen Prozessen zur Vliesherstellung zu“, sagt die zuständige Abteilungsleiterin im TITK, Dr. Renate Lützkendorf. Neben den Entwicklungen für den Einsatz z.B. im BMW i3 in Dach oder Hintersitzschale wurden im TITK spezielle Vliesstoffe und Verfahren für die Herstellung von Sheet Molding Compounds (SMC) etabliert, das sind duroplastische Werkstoffe, die aus Reaktionsharzen und Verstärkungsfasern bestehen und zum Pressen von Faser-Kunststoff-Verbunden verwendet werden. Eingang fand dies z.B. in einem Bauteil für die C-Säule des 7er BMW. „In seinen Projekten setzt das TITK vor allem auf die Entwicklung leistungsfähigerer Prozesse und kombinierter Verfahren, um den Carbonfaser-Recyclingmaterialien auch von den Kosten her bessere Chancen in Leichtbauanwendungen einzuräumen“, betont Lützkendorf. So liege der Fokus gegenwärtig auf dem Einsatz von CF-Recyclingfasern in thermoplastischen Prozessen zur Platten- und Profilextrusion. „Ziel ist es, die Kombination von Kurz- und Endlosfaserverstärkung in einem einzigen, leistungsfähigen Prozess-Schritt zu realisieren.“

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Deutsche Industrieforschungsgemeinschaft Konrad Zuse e.V.

Design fürs Recycling in der Modebranche verbreiten (c) Hohenstein
Durch kreisförmige Bewegungen wird in dieser Maschine zur Textilprüfung u.a. die Scheuerfestigkeit geprüft
24.08.2020

Design fürs Recycling in der Modebranche verbreiten

  • Recycling ist mehr als eine Mode.

Doch zur Mode soll künftig verstärkt sinnvolles Recycling gehören: Die Menschen in Deutschland kaufen pro Jahr im Schnitt 26 kg Textilien pro Kopf, davon 12-15 kg Bekleidung. Ein hochwertiges Recycling ist angesichts dieser großen Mengen eine große Herausforderung. Zum verbesserten Recycling gehört Kreislaufwirtschaft, die schon beim Design von Produkten ans „Leben danach“, nämlich das nächste oder erneuerte Erzeugnis denkt. Wie das für Kleidung funktionieren kann, zeigen wir exemplarisch am Beispiel eines aktuellen Forschungsprojekts: Teil 2 unserer Serie zum Design für Recycling.

  • Recycling ist mehr als eine Mode.

Doch zur Mode soll künftig verstärkt sinnvolles Recycling gehören: Die Menschen in Deutschland kaufen pro Jahr im Schnitt 26 kg Textilien pro Kopf, davon 12-15 kg Bekleidung. Ein hochwertiges Recycling ist angesichts dieser großen Mengen eine große Herausforderung. Zum verbesserten Recycling gehört Kreislaufwirtschaft, die schon beim Design von Produkten ans „Leben danach“, nämlich das nächste oder erneuerte Erzeugnis denkt. Wie das für Kleidung funktionieren kann, zeigen wir exemplarisch am Beispiel eines aktuellen Forschungsprojekts: Teil 2 unserer Serie zum Design für Recycling.

Getränkeflaschen aus dem Kunststoff PET eignen sich schon heute aufgrund ihrer Sortenreinheit ideal fürs Recycling, und zwar nicht nur für Verpackungen. Unter dem Motto „Von der Faser zur Faser“ nutzt das die angewandte Forschung im Verbundprojekt DiTex für Mietwäsche. Die eingesetzten Fasern stammen aus recycelten PET-Flaschen, die Mietwäsche selbst soll nach ihrem ersten Lebenszyklus wieder zu Wäsche recycelt werden. „Mietwäsche eignet sich auch deshalb gut fürs Konzept ‚Design for Recycling‘, weil sich ihre Nutzung genau nachvollziehen lässt, was optimale Voraussetzungen fürs Recycling bietet“, erläutert Projektleiterin Dr. Anja Gerhardts vom Forschungsinstitut Hohenstein. Das Institut aus Baden-Württemberg ist in dem vom Institut für ökologische Wirtschaftsforschung (IÖW) initiierten und koordinierten Vorhaben für Textilprüfungen und Produktspezifikationen zuständig. Fürs Nutzen statt Besitzen entwickeln die Verbundpartner je eine kreislauffähige Linie von Bettwäsche sowie von Polo- und Businesshemden. Die Hemden dienen als Dienstkleidung für Polizei und Rettungsdienst.

Intelligentes Etikett speichert Informationen Über den gesamten Nutzungskreislauf wird die Wäsche mit einer digitalen Tracking-ID ausgestattet. Dieses „intelligente“ Etikett speichert Informationen wie Faserherkunft, Materialkomposition und Beschaffenheit des Textils. Dadurch können Recyclingunternehmen die Produkte besser sortieren, den Recycling-Anteil erhöhen und aufwerten. In zahlreichen Waschversuchen wird in Hohenstein nun getestet, wie gut das Tracking-Tool sich bewährt, wie es um Reißfestigkeit, Weißgrad, Farbqualität, Haltbarkeit und Tragekomfort der Textilien bestellt ist, wenn sie im gewerblichen Textilservice bis zu 200 Mal gewaschen, geschleudert und getrocknet werden. „In DiTex bringen wir Nutzer, Beschaffer und Recycler von Textilien an einen Tisch, um kreislauffähiges Produktdesign Realität werden zu lassen“, erläutert Anja Gerhardts.

„Praxisnahe Forschung zu Fasern und Textilien gehört zu den Kernkompetenzen vieler unserer Institute, sei es für Industrieprodukte oder für verbrauchernahe Erzeugnisse. Projekte wie DiTex zeigen innovative Lösungen zum Design fürs Recycling. Durch den interdisziplinären Ansatz in unserem Verbund können auch andere Branchen von solchen Lösungen lernen“, erklärt die Geschäftsführerin der Zuse-Gemeinschaft, Dr. Annette Treffkorn.

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Zuse-Gemeinschaft Recycling
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Zuse-Gemeinschaft

AiF und Zuse-Gemeinschaft für Nachbesserungen am Konjunkturprogramm (c) Zuse-Gemeinschaft
05.06.2020

AiF und Zuse-Gemeinschaft für Nachbesserungen am Konjunkturprogramm

  •  im Interesse der Innovationsförderung

Berlin - Die von der Koalition vorgelegten Pläne für ein großes Konjunkturprogramm betonen den Stellenwert von Forschung und Entwicklung für den benötigten Aufschwung. Die bislang im Konjunkturpaket erkennbare Stärkung der projektbezogenen Forschung ist jedoch noch nicht bedarfsgerecht.

  •  im Interesse der Innovationsförderung

Berlin - Die von der Koalition vorgelegten Pläne für ein großes Konjunkturprogramm betonen den Stellenwert von Forschung und Entwicklung für den benötigten Aufschwung. Die bislang im Konjunkturpaket erkennbare Stärkung der projektbezogenen Forschung ist jedoch noch nicht bedarfsgerecht.

Die Koalition hat den Fokus richtigerweise auf Zukunftsinvestitionen gelegt, für die Innovationen aus Deutschland benötigt werden. Wettbewerbsfähige Innovationen entstehen in deutschen Unternehmen häufig mit Hilfe bewährter Projektförderung des Bundes. Doch ausgerechnet die technologieoffene Projektförderung ist in den bisherigen Plänen der Koalition nur unzureichend berücksichtigt. Es ist erwiesen, dass die Projektförderung eine starke Hebelwirkung für Wettbewerbsfähigkeit und Innovationen aus Deutschland hat. AiF und Zuse-Gemeinschaft fordern daher mit Nachdruck, bewährte Programme wie die Industrielle Gemeinschaftsforschung (IGF), das Programm INNO-KOM und das Zentrale Innovationsprogramm Mittelstand (ZIM) aufzustocken. Die im Koalitionspapier zwar erwähnte, aber thematisch eng begrenzte Aufstockung projektbezogener Forschung müsse auf breitere Füße gestellt werden, mahnen die beiden Organisationen. „Gerade die Stärkung der themenoffenen Projektförderung zugunsten des Mittelstands hat ihre unmittelbare und nachhaltige Wirkung auf das ‚Wieder-Hochlaufen‘ der Wirtschaft schon bei früheren Konjunkturpaketen unter Beweis gestellt“, ist AiF-Präsident Professor Sebastian Bauer überzeugt.

Innovationsimpulse stärken

Während für die großen außeruniversitären Forschungsorganisationen laut den Koalitionsplänen an eine „Ersatzfinanzierung“ für Erfolg versprechende Projekte gedacht ist, fehlt es für die mittelständisch geprägten außeruniversitären Forschungseinrichtungen komplett an einer solchen Unterstützung, kritisieren AiF und Zuse-Gemeinschaft. „Die Koalition muss hier dringend nachbessern, um den Fortbestand bewährter, effizienter Forschung zu sichern, die Deutschland für den Aufschwung von morgen nach vorne bringt“, fordert der Präsident der Zuse-Gemeinschaft, Professor Martin Bastian.

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Zuse-Gemeinschaft

Zuse-Gemeinschaft nimmt Forschungsinstitut ISE aus Chemnitz auf (c) ISE
v.l.: Prof. Dr. Steffen Tobisch und ISE-Geschäftsführer Dr. Steffen Kaufmann, bei der Übergabe der Mitgliedsurkunde der Zuse-Gemeinschaft am ISE.
04.06.2020

Zuse-Gemeinschaft nimmt Forschungsinstitut ISE aus Chemnitz auf

Die Zuse-Gemeinschaft bleibt in wirtschaftlich schwierigen Zeiten Anker und Kompass für die Industrieforschung in Deutschland. Der Verbund gemeinnütziger Forschungseinrichtungen hat jetzt das Institut für Strukturleichtbau und Energieeffizienz (ISE) aus Chemnitz als 76. Mitglied aufgenommen.

ISE befasst sich u.a. mit Forschung und Entwicklung zu klimafreundlichem Bauen und umweltgerechtem Heizen. Weitere Arbeitsschwerpunkte sind der  Anlagenbau sowie der Schiffbau. Das Forschungsinstitut kooperiert mit Unternehmen und anderen Forschungspartnern, um innovative Werkstoffe, Technologien und Produkte hervorzubringen sowie Prüfmethoden für Anwendungen weiter zu entwickeln. Das Institut ist sowohl im Industrie-Hub Chemnitz und dessen Umgebung wie auch international gut vernetzt. Mit der Aufnahme des ISE zählt die Zuse-Gemeinschaft nunmehr allein in Sachsen 19 Mitglieder, davon acht in Chemnitz.

Die Zuse-Gemeinschaft bleibt in wirtschaftlich schwierigen Zeiten Anker und Kompass für die Industrieforschung in Deutschland. Der Verbund gemeinnütziger Forschungseinrichtungen hat jetzt das Institut für Strukturleichtbau und Energieeffizienz (ISE) aus Chemnitz als 76. Mitglied aufgenommen.

ISE befasst sich u.a. mit Forschung und Entwicklung zu klimafreundlichem Bauen und umweltgerechtem Heizen. Weitere Arbeitsschwerpunkte sind der  Anlagenbau sowie der Schiffbau. Das Forschungsinstitut kooperiert mit Unternehmen und anderen Forschungspartnern, um innovative Werkstoffe, Technologien und Produkte hervorzubringen sowie Prüfmethoden für Anwendungen weiter zu entwickeln. Das Institut ist sowohl im Industrie-Hub Chemnitz und dessen Umgebung wie auch international gut vernetzt. Mit der Aufnahme des ISE zählt die Zuse-Gemeinschaft nunmehr allein in Sachsen 19 Mitglieder, davon acht in Chemnitz.

„Mit unserer Aufnahme in die Zuse-Gemeinschaft treten wir einem starken Verbund bei, der sich für die dringend notwendigen Verbesserungen in den Rahmenbedingungen für den praxisorientierten Forschungstransfer einsetzt“, sagte ISE-Geschäftsführer Dr. Peter Kaufmann bei der Feierstunde am Institutssitz zur Übergabe der Mitgliedsurkunde.

Prof. Dr. Steffen Tobisch, wissenschaftlicher Vizepräsident der Zuse-Gemeinschaft und Leiter des Instituts für Holztechnologie Dresden (IHD) erklärte bei der Übergabe der Mitgliedsurkunde: „Mit ISE wird die Expertise der Zuse-Gemeinschaft in Bereichen wie Regenerative Energien und Bauwirtschaft sowie im Schiffbau weiter gestärkt. Zugleich knüpfen wir unser starkes Netzwerk am Standort Chemnitz und in Sachsen noch fester.“

Untersuchung an einem Bioreaktor (c) DECHEMA-Forschungsinstitut / Stefan Streit Fotografie
Untersuchung an einem Bioreaktor
14.04.2020

Zuse-Gemeinschaft gründet Bioökonomie-Cluster

Für die Lösung zentraler gesellschaftlicher und wirtschaftlicher Zukunftsfragen wird die Bioökonomie benötigt. An den Instituten der Zuse-Gemeinschaft ist umfangreiche Expertise und Kompetenz zu einem breiten Spektrum an Bioökonomie-Forschungsgebieten angesiedelt.
Um diese Expertise und Kompetenz verstärkt zu vernetzen, hat sich der Cluster Bioökonomie der Zuse-Gemeinschaft gegründet.

Für die Lösung zentraler gesellschaftlicher und wirtschaftlicher Zukunftsfragen wird die Bioökonomie benötigt. An den Instituten der Zuse-Gemeinschaft ist umfangreiche Expertise und Kompetenz zu einem breiten Spektrum an Bioökonomie-Forschungsgebieten angesiedelt.
Um diese Expertise und Kompetenz verstärkt zu vernetzen, hat sich der Cluster Bioökonomie der Zuse-Gemeinschaft gegründet.

Die Orientierung an einer nachhaltigen Bioökonomie ist ein Megatrend, der sich in unterschiedlichen Wirtschaftsbranchen ausbildet und künftig, so die Erwartung, verstärkt vollziehen wird. Doch ist dieser Megatrend kein Selbstläufer. Vielmehr gilt es, die Entwicklung zu einer nachhaltigen Bioökonomie zielgerichtet voranzutreiben. Hierfür liefern die Institute der Zuse-Gemeinschaft signifikante Beiträge in Forschung und Entwicklung, insbesondere zum Transfer wissenschaftlicher Erkenntnisse in konkrete Technologien, Produkte und Dienstleistungen.
Die Bundesregierung hat den hohen Stellenwert des Wirtschaftens mit den natürlichen Ressourcen in ihrer Bioökonomie-Strategie von Anfang dieses Jahres erkannt. Betont wird in der Strategie u.a. der anwendungsorientierte Transfer von Forschungsergebnissen.

In der Bioökonomie, definiert als verantwortungsbewusstes Wirtschaften mit den natürlichen Ressourcen, wurzelt das Leben, angefangen von der Sicherstellung einer gesunden Ernährung über die Bereitstellung energetischer Ressourcen bis hin zur Produktion hochwertiger Industrie- und Konsumgüter.
Die Schaffung weiterer Cluster ist in der Zuse-Gemeinschaft geplant.

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Zuse-Gemeinschaft Zuse
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Zuse-Gemeinschaft

Logo der Zuse-Gemeinschaft
Zuse-Gemeinschaft fordert Hilfen für gemeinnützige Forschung
25.03.2020

Zuse: Gemeinnützige Industrieforschung benötigt zielgenaue Hilfen

Das heute vom Bundestag verabschiedete Paket zur Eindämmung wirtschaftlicher Folgen der Corona-Pandemie enthält im Gesamtumfang beispiellose Hilfen für Unternehmen und Bürger. Die industrienahen Institute der Zuse-Gemeinschaft können an den Maßnahmen allerdings nur ansatzweise teilhaben. Als gemeinnützige Einrichtungen mit eigenem Finanzierungsmodell benötigen sie zielgenaue staatliche Unterstützung.
Vorschläge dafür hat die Zuse-Gemeinschaft in einem aktuellen Maßnahmenkatalog vorgelegt.

Das heute vom Bundestag verabschiedete Paket zur Eindämmung wirtschaftlicher Folgen der Corona-Pandemie enthält im Gesamtumfang beispiellose Hilfen für Unternehmen und Bürger. Die industrienahen Institute der Zuse-Gemeinschaft können an den Maßnahmen allerdings nur ansatzweise teilhaben. Als gemeinnützige Einrichtungen mit eigenem Finanzierungsmodell benötigen sie zielgenaue staatliche Unterstützung.
Vorschläge dafür hat die Zuse-Gemeinschaft in einem aktuellen Maßnahmenkatalog vorgelegt.

Zur Abfederung finanzieller Härten und zur Vermeidung von Verwerfungen im deutschen Forschungsgeschehen hat die Zuse-Gemeinschaft ein Modell für eine einmalige Fehlbedarfsfinanzierung zugunsten der gemeinnützigen Forschungseinrichtungen vorgelegt. Diese Finanzierung soll einen einmaligen Ausgleich für etwaig entstehende Verluste schaffen. Die Institute der Zuse-Gemeinschaft finanzieren sich neben öffentlich geförderten Forschungsprojekten zu einem erheblichen Anteil eigenständig über Einnahmen am Markt wie Technologietransfer durch Auftragsforschung oder Wissenstransfer durch Fort- und Weiterbildungen. Allerdings ist es wegen der Corona-Krise u.a. bei Schulungen für Fachkräfte und Forschende zu Einbußen gekommen. Und auch in anderen Bereichen drohen Einschnitte.

Weitgehend kostenneutral für den Bund wären die im Maßnahmenkatalog vorgeschlagenen Soforthilfen zur Absicherung des Forschungsbetriebs. Den Forschungseinrichtungen wird laut dem Vorschlag  mehr Flexibilität beim Mittelabruf eingeräumt, wodurch in den absoluten Krisenmonaten die Liquidität gestützt werden kann.

Source:

Deutsche Industrieforschungsgemeinschaft Konrad Zuse e.V.

25.03.2020

Zuse-Gemeinschaft: Industrieforschung benötigt zielgenaue Hilfen

Das am 25. März vom Bundestag verabschiedete Paket zur Eindämmung wirtschaftlicher Folgen der Corona-Pandemie enthält im Gesamtumfang beispiellose Hilfen für Unternehmen und Bürger. Die industrienahen Institute der Zuse-Gemeinschaft können an den Maßnahmen allerdings nur ansatzweise teilhaben. Als gemeinnützige Einrichtungen mit eigenem Finanzierungsmodell benötigen sie zielgenaue staatliche Unterstützung. Vorschläge dafür hat die Zuse-Gemeinschaft in einem aktuellen Maßnahmenkatalog vorgelegt.

Das am 25. März vom Bundestag verabschiedete Paket zur Eindämmung wirtschaftlicher Folgen der Corona-Pandemie enthält im Gesamtumfang beispiellose Hilfen für Unternehmen und Bürger. Die industrienahen Institute der Zuse-Gemeinschaft können an den Maßnahmen allerdings nur ansatzweise teilhaben. Als gemeinnützige Einrichtungen mit eigenem Finanzierungsmodell benötigen sie zielgenaue staatliche Unterstützung. Vorschläge dafür hat die Zuse-Gemeinschaft in einem aktuellen Maßnahmenkatalog vorgelegt.

Zur Abfederung finanzieller Härten und zur Vermeidung von Verwerfungen im deutschen Forschungsgeschehen hat die Zuse-Gemeinschaft ein Modell für eine einmalige Fehlbedarfsfinanzierung zugunsten der gemeinnützigen Forschungseinrichtungen vorgelegt. Diese Finanzierung soll einen einmaligen Ausgleich für etwaig entstehende Verluste schaffen. Die Institute der Zuse-Gemeinschaft finanzieren sich neben öffentlich geförderten Forschungsprojekten zu einem erheblichen Anteil eigenständig über Einnahmen am Markt wie Technologietransfer durch Auftragsforschung oder Wissenstransfer durch Fort- und Weiterbildungen. Allerdings ist es wegen der Corona-Krise u.a. bei Schulungen für Fachkräfte und Forschende zu Verwerfungen gekommen. Doch auch in anderen Bereichen drohen Einschnitte.

Weitgehend kostenneutral für den Bund wären die im Maßnahmenkatalog vorgeschlagenen Soforthilfen zur Absicherung des Forschungsbetriebs. Den Forschungseinrichtungen wird laut dem Vorschlag  mehr Flexibilität beim Mittelabruf eingeräumt, wodurch in den absoluten Krisenmonaten die Liquidität gestützt werden kann.

„Gerade in Krisenzeiten werden innovative Ideen aus praxisnaher Forschung für den nächsten Aufschwung benötigt. Dafür wollen wir auch künftig unseren dringend benötigten Beitrag leisten“, betont der Präsident der Zuse-Gemeinschaft, Prof. Dr. Martin Bastian.

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Zuse-Gemeinschaft Coronavirus
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Zuse Gemeinschaft

(c) AMO GmbH
22.11.2019

Aachener Forschungsinstitut AMO ist neues Mitglied der Zuse-Gemeinschaft

Die Zuse-Gemeinschaft erhält weiteren Zuwachs. Als 74. Mitglied hat der Verbund gemeinnütziger Industrieforschungseinrichtungen die Gesellschaft für Angewandte Mikro- und Optoelektronik mbH (AMO) aus Aachen aufgenommen. AMO befasst sich mit Forschung und Entwicklung zu neuen Technologien wie Nano- und Optoelektronik. Bei der gestrigen Festveranstaltung in Aachen zeigten sich die Beteiligten hoch erfreut über die Entwicklung.

Die Zuse-Gemeinschaft erhält weiteren Zuwachs. Als 74. Mitglied hat der Verbund gemeinnütziger Industrieforschungseinrichtungen die Gesellschaft für Angewandte Mikro- und Optoelektronik mbH (AMO) aus Aachen aufgenommen. AMO befasst sich mit Forschung und Entwicklung zu neuen Technologien wie Nano- und Optoelektronik. Bei der gestrigen Festveranstaltung in Aachen zeigten sich die Beteiligten hoch erfreut über die Entwicklung.

Mit AMO wächst die Zuse-Gemeinschaft in einem für aktuelle Forschungstrends wichtigen Technologiefeld. „Wir bieten nachhaltige Lösungen für die Herausforderungen der digitalisierten Welt und verstehen uns als Partner von Innovatoren, die mit uns neue und auch unkonventionelle Wege gehen wollen“, erklärte AMO-Geschäftsführer Prof. Dr. Max Christian Lemme bei der Veranstaltung am Institutssitz zur Übergabe der Mitgliedsurkunde in Aachen. Co-Geschäftsführer Dr. Michael Hornung ergänzte: „Wir wirken als Pfadfinder für künftige technologische Lösungsansätze und bringen unsere Expertise in gemeinschaftlichen Forschungs- und Entwicklungsvorhaben ein. Aufbauend auf der langjährigen Erfahrung u.a. in den Bereichen Halbleitertechnologie, Siliziumphotonik und Graphen-Elektronik identifiziert AMO Themen aus der Grundlagenforschung, welche Lösungen für gesellschaftliche Herausforderungen versprechen und für eine industrielle Verwertung geeignet erscheinen und demonstriert die konkrete Umsetzung.

Dr. Friedrich-Wilhelm Bolle aus dem Präsidium der Zuse-Gemeinschaft erklärte bei der Übergabe der Mitgliedsurkunde: „Mit AMO knüpfen wir unser starkes Netzwerk am Standort Aachen und in Nordrhein-Westfalen noch enger. Überregional bringt AMO anwendungsnahes wissenschaftliches Knowhow in den Verbund ein. Mit AMO gewinnen wir einen weiteren starken Mitstreiter für unsere politischen Forderungen wie Fairness in der Forschungsförderung und mehr Unterstützung der gemeinnützigen, unabhängigen Forschungsinstitute.“

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Zuse-Gemeinschaft
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Deutsche Industrieforschungsgemeinschaft Konrad Zuse e.V.

Foto: Zuse-Gemeinschaft
20.11.2019

Zuse Gemeinschaft: Finanzierung von Innovationen im Mittelstand - Bessere Bedingungen notwendig

Damit Innovationen im deutschen Mittelstand zu wettbewerbsfähigen Produkten werden, leisten industrienah arbeitende Forschungseinrichtungen einen zentralen Beitrag. Gleichzeitig treffen die gemeinnützigen Forschungsinstitute auf ein Förderumfeld, in dem sie ihre Innovationskraft bisher nur unvollkommen entfalten können. Das ist beim heutigen Berliner Werkstattgespräch der Zuse-Gemeinschaft „Die Finanzierung von Innovationen im Mittelstand“ deutlich geworden.

Damit Innovationen im deutschen Mittelstand zu wettbewerbsfähigen Produkten werden, leisten industrienah arbeitende Forschungseinrichtungen einen zentralen Beitrag. Gleichzeitig treffen die gemeinnützigen Forschungsinstitute auf ein Förderumfeld, in dem sie ihre Innovationskraft bisher nur unvollkommen entfalten können. Das ist beim heutigen Berliner Werkstattgespräch der Zuse-Gemeinschaft „Die Finanzierung von Innovationen im Mittelstand“ deutlich geworden.

Zwar steht Deutschland in internationalen Innovations-Ranking häufig auf vorderen Plätzen und der deutsche Forschungshaushalt erreicht Rekordhöhen. Die Zahl der Innovationen, also Neuerungen, hervorbringenden Unternehmen, ist allerdings seit Jahren rückläufig. Der Vizepräsident der Zuse-Gemeinschaft, Dr. Ralf-Uwe Bauer, forderte daher eine Stärkung des Forschungstransfers von der Wissenschaft in die Wirtschaft, so durch eine bessere Förderung der gemeinnützigen Industrieforschung. „Damit der Mittelstand bei der Entwicklung von Innovationen nicht weiter ins Hintertreffen gerät, muss die Finanzierung von anwendungsorientierter Forschung im Bundeshaushalt dringend verbessert werden“, mahnte Dr. Bauer. Anhand einer Innovationskette von der Vorlauf- über die marktvorbereitende Forschung bis zur Entwicklung von Prototypen zeigte er auf, wie Forschung und Unternehmen im Mittelstand kooperieren.

Bankkredite und Fördermittel bei Innovationen mit sehr geringen Anteilen
Dr. Volker Zimmermann von der staatlichen Förderbank KfW ging beim Werkstattgespräch auf die besonderen Herausforderungen von Unternehmen für die Finanzierung von Innovationen ein. So entfallen auf Bankkredite und Fördermittel bei klassischen Investitionen laut KfW-Erhebungen Finanzierungsanteile von 34 Prozent beziehungsweise 12 Prozent. Bei Innovationen erreichen Bankkredite und Fördermittel hingegen nur Finanzierungsanteile von neun Prozent beziehungsweise sechs Prozent. Die internen Mittel haben bei Innovationen hingegen einen Finanzierungsanteil von 82 Prozent. „Die Abhängigkeit von internen Mitteln bremst die Innovationsleistung von Mittelständlern“, resümierte Zimmermann. Staatliches Eingreifen mit Fördermaßnahmen für Innovationen sei daher notwendig, insbesondere bei Ausgaben für Forschung und Entwicklung.

Aus der Sicht eines Firmengründers stellte Hanno Zwicker von der Berliner Bowerbird GmbH Herausforderungen für das Wachstum eines innovativen IT-Start Ups dar. Bowerbird, eine Ausgründung der Gesellschaft zur Förderung angewandter Informatik (GFaI) aus Berlin-Adlershof hat einen fälschungs-sicheren und patentierten Scan-Code entwickelt. „Bowerbird kombiniert Design und Codierung. Mit dem für den deutschen ebenso wie für interna-tionale Märkte attraktiven Produkt sehen wir uns allerdings noch bürokra-tischen Hemmnissen und Herausforderungen bei Finanzierungsthemen gegenüber“, so Zwicker.

Dr. Rainer Kambeck vom Deutschen Industrie- und Handelskammertag (DIHK) forderte beim Werkstattgespräch regulatorische Lockerungen und Steueranreize, um Innovationen im Mittelstand zu stärken. „Der deutsche Wagniskapitalmarkt ist im internationalen Vergleich zu schwach entwickelt. Großvolumige Anlagemöglichkeiten für institutionelle Anleger fehlen ebenso wie Anreize für kleine und mittlere Unternehmen, mit Startups zu kooperieren“, monierte Kambeck.

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Zuse-Gemeinschaft Förderung
Source:

Deutsche Industrieforschungsgemeinschaft Konrad Zuse e.V.

Der neue Präsident der Zuse-Gemeinschaft, Prof. Dr. Martin Bastian (c) SKZ
Der neue Präsident der Zuse-Gemeinschaft, Prof. Dr. Martin Bastian
30.10.2019

Prof. Dr. Martin Bastian ist neuer Präsident der Zuse-Gemeinschaft

 

Berlin, 30. Oktober 2019. Die Mitgliederversammlung der Zuse-Gemeinschaft hat am 29. Okto­ber 2019 Prof. Dr. Martin Bastian einstimmig zu ihrem neuen Präsiden­ten gewählt. Er tritt die Nachfolge von Dr. Ralf-Uwe Bauer an, der seit der Gründung der Zuse-Gemeinschaft im Jahr 2015 an der Spitze des Verbundes gemeinnütziger Forschungseinrichtungen stand und nicht erneut für das Präsidentenamt kandidierte.

 

Berlin, 30. Oktober 2019. Die Mitgliederversammlung der Zuse-Gemeinschaft hat am 29. Okto­ber 2019 Prof. Dr. Martin Bastian einstimmig zu ihrem neuen Präsiden­ten gewählt. Er tritt die Nachfolge von Dr. Ralf-Uwe Bauer an, der seit der Gründung der Zuse-Gemeinschaft im Jahr 2015 an der Spitze des Verbundes gemeinnütziger Forschungseinrichtungen stand und nicht erneut für das Präsidentenamt kandidierte.

Bei der Mitgliederversammlung am 29. Oktober 2019 in Berlin fanden turnus­gemäß Neuwahlen des Präsidiums ebenso wie des Innovationsrates der Zuse-Gemeinschaft statt.  Prof. Bastian ist Direktor des Kunststoff-Zentrums (SKZ) in Würzburg und gehörte bislang schon dem Präsidium an. Er wurde einstimmig ins neue Amt gewählt. Dr. Bauer, Geschäftsführender Direktor des Thüringi­schen Instituts für Textil- und Kunststoff-Forschung (TITK), über­nimmt das Amt des Administrativen Vizepräsidenten. Wissenschaftli­cher Vizepräs­ident ist künftig Prof. Dr. Steffen Tobisch vom Institut für Holztechnologie in Dres­den (IHD). Neu in das Präsidium der Zuse-Gemeinschaft wurde Prof. Dr. Meike Tilebein von den Deutschen Instituten für Textil- und Faserforschung in Den­kendorf (DITF) gewählt. Prof. Wolfgang Nebel vom Informatikinstitut OFFIS, bis­heriger Wissenschaftlicher Vizepräsident, hatte nicht mehr für das Präsidi­um kandidiert.

Die Wahlen ergaben folgende Zusammensetzung des Präsidiums der Zuse-Gemeinschaft:

  • Prof. Dr. Martin Bastian, Präsident
  • Dr. Ralf-Uwe Bauer, Administrativer Vizepräsident
  • Dr. Friedrich-Wilhelm Bolle
  • Dr. Bernd Grünler
  • Anke Schadewald, Schatzmeisterin
  • Prof. Dr. Meike Tilebein
  • Prof. Dr. Steffen Tobisch, Wissenschaftlicher Vizepräsident

Prof. Bastian erklärte anlässlich seiner Wahl: „Ich danke den Mitgliedern für ihr Vertrauen und Dr. Bauer für die Grundlagen, die er für eine auch künftig erfolgreiche Arbeit unseres Verbundes gelegt hat. Künftig wollen wir unsere Forderungen für mehr Fairness in der Forschungsförderung mit einer deutlichen Stärkung des Transfers von der Wissenschaft in die Praxis noch stärker in die Politik tragen, um konkrete Verbesserungen für die gemeinnützigen, unabhän­gigen Forschungsinstitute auf Bundesebene konkret umzusetzen.“ Er dankte Dr. Bauer für die wertvolle im Präsidentenamt ehrenamtlich geleistete Arbeit, mit der er die Zuse-Gemeinschaft und ihr Profil nachhaltig geprägt hat.

Dr. Bauer erklärte: „Seit der Gründung der Zuse-Gemeinschaft mit ihren mehr als 70 Mitgliedsinstituten haben wir Wahrnehmung und Wertschätzung der gemeinnützigen, privatwirtschaftlich organisierten Forschung bereits merklich erhöht. Meinem Nachfolger wünsche ich eine glückliche Hand, damit wir im Team und mit unseren Mitgliedern gemäß unserem Motto „Forschung, die ankommt“ unseren zentralen Anliegen gemeinsam Geltung verschaffen.“

Neben dem Präsidium wurde bei der Mitgliederversammlung, die bei der Ge­sellschaft zur Förderung angewandter Informatik (GFaI) stattfand, auch der Innovationsrat der Zuse-Gemeinschaft neu gewählt. Der Innovationsrat berät und unterstützt die übrigen Organe der Zuse-Gemeinschaft in wissenschaftlich-technischen, den Forschungstransfer betreffenden Fragen. Der Vorsitzende des Innovationsrates, Prof. Dr. Ulrich Jumar, wurde im Amt bestätigt. Prof. Jumar ist Geschäftsführer des ifak - Institut für Automation und Kommunikation e.V. in Magdeburg.

Das neu gewählte Präsidium der Zuse-Gemeinschaft: auf dem Foto von links: Prof. Dr. Ulrich Jumar (Vorsitzender Innovationsrat), Dr. Ralf-Uwe Bauer, Prof. Dr. Martin Bastian, Anke Schadewald, Prof. Dr. Meike Tilebein, Dr. Friedrich-Wilhelm Bolle, Prof. Dr. Steffen Tobisch

Source:

Pressestelle Zuse-Gemeinschaft